DE1942762C

DE1942762C - Pressurized water supply for hydrostatic radial bearings in centrifugal pumps of vertical design

Info

Publication number: DE1942762C
Application number: DE19691942762
Authority: DE
Inventors: Karl 6712 Bobenheim; Sturm Hans-Dieter 6710 Frankenthal Gaffal
Original assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Current assignee: Klein Schanzlin and Becker AG
Filing date: 1969-08-22
Publication date: 1973-05-10

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sicherstellung der Druckwasserversorgung hydrostatischer Radiallager von heißes Wasser umwälzenden bzw. kaltes Wasser fördernden Kreiselpumpen vertikaler Bauart.The invention relates to a device for ensuring the pressurized water supply of hydrostatic Radial bearings of centrifugal pumps that circulate hot water or that convey cold water are more vertical Design type.

Bei vertikalen Pumpen größerer Leistung der genannten Art ist der Abstand zwischen Laufrad und antriebsseitigem Wellenabdichtungsende oftmals sehr groß. Das Leitrad oder der Diffusor wird dabei in das Pumpengehäuse einmontiert oder ist ein Teil desselben. Das Laufrad kann dann nicht mehr fliegend gelagert werden. Es ist vielmehr ein von der Förderflüssigkeit geschmiertes Radiallager in unmittelbarer Laufradnähe erforderlich.In the case of vertical pumps of the type mentioned, the distance between the impeller and shaft sealing end on the drive side is often very large. The guide wheel or diffuser is inserted into the Pump housing installed or part of the same. The impeller can then no longer be cantilevered will. Rather, it is one of the pumping liquid Lubricated radial bearing required in the immediate vicinity of the impeller.

Bei Pumpenstufen mit hoher spezifischer Drehzahl ist die Entspannung des Lagerdruckwassers bei Versorgung durch die von der Pumpe erzeugten Druckdifferenz nicht ohne weiteres möglich. Es besteht die Forderung nach einfacher Ausbaumöglichkeit des Lagers bei flüssigkeitsgefülltem, drucklosem Pumpengehäuse. Aus diesem Grund kann bei axialem Saug- und radialem Druckstutzen am Pumpengehäuse das Lager nicht auf der Zulaufseitc des Laufrades, sondern nur zwischen Laufrad und Wellenabdichtung untergebracht werden. Dies erfordert bei einem hydrostatisehen Lager eine besondere Anordnung der Strömungsführung. Bei einer Lagerdruckwasserversorgung durch die Druckerhöhung der Hauptpumpe besteht die Gefahr, daß beim Überlastbetrieb der Pumpe mit abnehmender Pumpenförderhöhe die Tragkraft des Lagers zu gering wird. Die gleiche Gefahr besteht, wenn die Pumpe durch zu geringen Zulaufdruck mit Kavitation betrieben wird. Das hydrostatische Lager müßte dabei mit sehr großen Abmessungen gebaut werden, wobei für Lagerinspektionen ein größerer Demontageaufwand (Abbau des Gehäusedeckels) in Kauf genommen werden muß.In the case of pump stages with a high specific speed, the pressure in the bearing water is released during supply not easily possible due to the pressure difference generated by the pump. There is the Demand for the possibility of simple expansion of the bearing with a liquid-filled, pressureless pump housing. For this reason, with an axial suction and radial discharge nozzle on the pump housing, the bearing not on the inlet side of the impeller, but only between the impeller and the shaft seal will. In the case of a hydrostatic bearing, this requires a special arrangement of the flow guide. In the case of a storage pressurized water supply, there is a pressure increase of the main pump the risk that the load capacity of the pump with decreasing pump head when the pump is overloaded of the camp becomes too small. The same risk arises if the pump with too low an inlet pressure Cavitation is operated. The hydrostatic bearing would have to be built with very large dimensions , whereby for bearing inspections a larger dismantling effort (dismantling of the housing cover) in Purchase must be made.

Es ist zwar bekannt, durch kleine, außerhalb der Hauptpumpe angeordnete Pumpenaggregate die Lagerdruckwasserversorgung vorzunehmen. Aus Sicherheitsgründen (insbesondere bei Reaktorpumpen) müssen dabei jedoch zusätzlich eine Reservepumpe und ein Druckwassertank vorgesehen werden.Although it is known by small pump units arranged outside the main pump, the Make storage pressurized water supply. For safety reasons (especially with reactor pumps) However, a reserve pump and a pressurized water tank must also be provided.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die geschilderten Nachteile zu beseitigen, den erforderlichen Aufwand zu verringern und einen Versorgungskreislauf sicherzustellen, der zumindest für den Dauerbetrieb der Pumpe ohne externe Zusatzaggregate arbeiten kann. Dies wird ausgehend von einem Verfahren der eingangs genannten Art durch eine Vorrichtung erzielt zur Sicherstellung der Druckwasserversorgung für hydrostatische Radiallager von heißes Wasser umwälzenden bzw. kaltes Wasser fördernden Kreiselpumpen vertikaler Bauart, mit einem Hilfsförderaggregat, bestehend aus zusammen mit einem Teil des hydrostatischen Radiallagers mit der Pumpenwelle rotierenden Teilen und zusammen mit einer Lagerhülse in einem von einem Manteltragrohr umgebenden Lagertragrohr untergebrachten feststehenden Teilen, wobei Lagertragrohr und Mantelrohr an dem als Wärmesperre ausgebildeten Gehäuse deckel befestigt sind und sich nach unten in das zylin drische Pumpengehäuse erstrecken, derart, daß sich ein Zulaufspalt ergibt, der einerseits mit der oberen Saugseite des Hilfsförderaggregates und andererseits mit einer Ringkammei und über diese und eine sperrbare Leitung mit dem Pumpendruckstutzen in Verbin dung steht, und des weiteren ein Strömungskanal gebildet wird, in den der Gesamtstrom aus den unteren und oberen Förderaggregatteilen über einen Ringspalt und Bohrungen fließt.The invention is based on the object of eliminating the disadvantages described, the necessary Reduce effort and ensure a supply cycle that is at least for the Continuous operation of the pump can work without external additional units. This is starting from a Method of the type mentioned at the outset achieved by a device to ensure the pressurized water supply for hydrostatic radial bearings of hot water circulating or cold water conveying Centrifugal pumps of vertical design, with an auxiliary delivery unit, consisting of together with a part of the hydrostatic radial bearing with the pump shaft rotating parts and together with a bearing sleeve housed in a bearing support tube surrounding a casing support tube Share, bearing support tube and jacket tube on the housing designed as a heat barrier cover are attached and extend down into the cylin drical pump housing, such that an inlet gap results, which on the one hand with the upper suction side of the auxiliary conveyor unit and on the other hand with a ring comb and over this and a lockable one Line is connected to the pump pressure port, and a flow channel is also formed is, in which the total flow from the lower and upper parts of the delivery unit through an annular gap and drilling flows.

Durch die Vorrichtung nach der Erfindung wird das Lagerdruckwasser vom Pumpendruckstutzen über eine absperrbare Leitung in den von einem Lagertragrohr umgebenen Raum zwischen Lager und Wellenabdichtung eingeleitet, wobei das entsprechend angeordnete Hilfsförderaggregat, bestehend aus an sich bekannten Fördergewindeschnecken (Maschinenbautechnik 13 (1964), Heft 1, S. 3 bis 7), vom Pumpendruckstutzen die Hälfte der nötigen Lagerversorgungsstrommenge entnimmt und von obers nach unten fördert, die andere Hälfte der benötigten Lagerdruckwassermenge dem oberen Ende des Lagers entnimmt und von unten nach oben fördert, derart, daß sich beide Hälften der benötigten Lagerdruckwassermenge zu einem Gesamtdruckwasserstrom vereinigen.Through the device according to the invention, the storage pressure water is from the pump pressure connection Via a lockable line into the space between the bearings, which is surrounded by a bearing support tube and shaft seal initiated, the correspondingly arranged auxiliary conveyor unit consisting of from known conveyor screws (Maschinenbautechnik 13 (1964), Issue 1, pp. 3 to 7), from Pump pressure connection takes half of the necessary storage supply amount and from top to bottom promotes below, the other half of the required amount of pressurized storage water to the upper end of the camp removes and promotes from bottom to top in such a way that both halves of the required storage pressure water amount Combine to a total pressurized water flow.

Durch die Vorrichtung nach der Erfindung wird erreicht, daß auf beiden Seiten (oben und unten) des hydrostatischen Lagers in etwa gleiche Druckverhältnisse herrschen, daß der Axialschub der Fördereinrichtung ausgeglichen ist und an der Wellenabdichtung kein größerer Druck herrscht als der Systemdruck am Pumpendruckstutzen. Durch eine unterhalb des Lagers angeordnete Stillstandsdichtung und durch den Einbau eines Absperrorgans in der Leitung zwischen Pumpendruckstutzen und Fördereinrichtung kann durch Absenken der Pumpenwelle und Schließen der Armatur erreicht werden, daß die Wellenabdichtung die Fördereinrichtung und das hydrostatische Lager bei gefülltem und annähernd drucklosem Pumpengehäuse demontiert werden kann.The device according to the invention ensures that on both sides (top and bottom) of the hydrostatic bearing in approximately the same pressure conditions that the axial thrust of the conveyor is balanced and the pressure on the shaft seal is no greater than the system pressure at the pump pressure port. Through a standstill seal arranged below the bearing and through the installation of a shut-off device in the line between the pump discharge nozzle and the pumping device can be achieved by lowering the pump shaft and closing the valve that the shaft seal the conveying device and the hydrostatic bearing when it is filled and almost pressureless Pump housing can be dismantled.

Die Zeichnung veranschaulicht das Verfahren zur Sicherstellung der Lagerdruckwasserversorgung nach der Erfindung.The drawing illustrates the procedure for ensuring the storage pressure water supply according to the invention.

Auf der Umwälzpumpenwelle 1 ist oberhalb desOn the circulation pump shaft 1 is above the

Laufrades 2 der rotierende Teil des hydrostatischen Radiallagers 3 und die untere und obere rotierende Fördergewindehälfte 4 und S angeordnet. Die stehende Lagerhülse 6 und die stehenden Hälften 7 und 8 der Fördereinrichtung sind im Lagertragrohr 9 untergebracht. Das Lagertragrohr ragt vom Gehäusedeckel 10, der durch Kühlkammern 11 in bekannter Weise als Wärmesperre ausgebildet ist, nach unten in das zylindrische Pumpengehäuse. Das Lagertragrohr ist von einem Mantelrohr 26 umgeben, das ebenfalls am Dekkel 10 befestigt ist. Dadurch wird ein Zulaufspalt 12 von einer Ringkammer 13 zur oberen Saugseite der Fördereinrichtung gebildet, der über die Rohrleitung 14 mit dem Pumpendruckstutzen 15 in Verbindung steht.Impeller 2 the rotating part of the hydrostatic radial bearing 3 and the lower and upper rotating Conveying thread half 4 and S arranged. The upright bearing sleeve 6 and the upright halves 7 and 8 the conveying device are housed in the bearing support tube 9. The bearing support tube protrudes from the housing cover 10, which is formed in a known manner as a thermal barrier by cooling chambers 11, down into the cylindrical Pump housing. The bearing support tube is surrounded by a jacket tube 26, which is also on the lid 10 is attached. This creates an inlet gap 12 from an annular chamber 13 to the upper suction side of the Conveying device formed, which is connected to the pump pressure port 15 via the pipeline 14 stands.

Durch das Lagertragrohr und das Mantelrohr wird ein zweiter Strömungskanal 16 gebildet, in den der Gesamtstrom aus der unteren und oberen Fördereinrichtungshälfte fließt. Das Lagerdruckwasser gelangt von den Fördereinrichtungshälften über den Ring- ao spalt 17 und die Bohrungen 18 in den Strömungskanal 16.A second flow channel 16 is formed by the bearing support tube and the jacket tube, into which the Total current flows from the lower and upper conveyor halves. The storage pressure water arrives from the conveyor halves via the annular ao gap 17 and the bores 18 into the flow channel 16.

Die untere Fördereinrichtung erhält die Umwälzmenge von der in der oberen Hälfte des hydrostatischen Lagers entspannten Druckwassermenge über den Zwischenraum 19.The lower conveyor receives the circulating amount from that in the upper half of the hydrostatic Camp's relaxed amount of pressurized water via the space 19.

Bei der gewählten Anordnung steht dem hydrostatischen Lager die volle Druckwassermenge zur Verfügung sie wird von der Fördereinrichtung auf em entsprechendes Druckniveau über de,n Pumpenenddruck gebracht. Vom Hauptpumpenstrom braucht jedoch nur die halbe Lagerdruckwassermenge abgezweigt werden, die dem Gesamtlagerstrom überlagert wird und zwischen dem Laufrad und dem Leitrad 20 dem Hauptpumpenstrom wieder zufließt. Dadurch können die inneren Strömungsverluste der Hauptpumpe verkleinert werden.With the selected arrangement, the hydrostatic bearing has the full amount of pressurized water available it is brought by the conveying device to a corresponding pressure level above the n pump end pressure brought. However, only half the storage pressure water amount needs to be branched off from the main pump flow are, which is superimposed on the total bearing flow and between the impeller and the stator 20 the Main pump flow flows in again. This can reduce the internal flow losses of the main pump will.

Zwischen Lager und Laufrad ist die Stillstandsdichtung 21 angeordnet. Durch Absenken der Welle werden die Dichtflächen zum Kontakt gebracht. Durch Schließen eines Absperrorgans 22 in der Rohrleitung zwischen Pumpen-Druckstutzen und der Ringkammer 13 wird die Verbindung mit der Dichtwirkung der Stillstandsdichtung der Innenraum d.i. Lagertragrohres vom Flüssigkeitsvolumen des Pumpengehäuses abgetrennt. Eine Demontage von Lager, Fördergewinde und Wellenabdichtung ist müglku. ohne daß das Pumpengehäuse entleert werden muß.The standstill seal is between the bearing and the impeller 21 arranged. The sealing surfaces are brought into contact by lowering the shaft. By closing a shut-off device 22 in the pipeline between the pump pressure connection and the annular chamber 13 is the connection with the sealing effect of the standstill seal of the interior d.i. Bearing support tube separated from the liquid volume of the pump housing. A dismantling of bearings, Conveyor thread and shaft seal is müglku. without the pump housing having to be emptied.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

Device for ensuring the pressurized water supply for hydrostatic radial bearings from centrifugal pumps of vertical design that circulate hot water or that convey cold water, characterized by an auxiliary conveyor unit, consisting of together with a part of the hydrostatic radial bearing (3) with the pump ίο pen shaft (1) rotating parts (4, 5) and together with a bearing sleeve (6) in a bearing support tube surrounded by a jacket support tube (26) (9) housed fixed parts (7, 8), with the bearing support tube and jacket tube on the as Thermal barrier designed housing cover (10) are attached and down into the cylindrical Pump housing extend in such a way that there is an inlet gap (12), which on the one hand with an annular chamber (13) and via this and an ao lockable line (14) to the pump pressure connection (15) is in communication, and further a flow channel (16) is formed into which the Total flow from the lower and upper parts of the delivery unit via an annular gap (17) and bores (18) flows.